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脉冲布袋除尘器在烟尘处理中的应用
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脉冲布袋除尘器在烟尘处理中的应用

编辑:广州崇景环保    来源:www.chongjingep.com    发布时间:2020-01-10 16:52:52

【摘要】根据布袋除尘器的工作原理,可将其分为过滤式、洗涤式、机械力式、静电式和磁力式等多种,其中,脉冲式布袋除尘器是过滤式除尘器最典型的产品。布袋除尘器与其他类型除尘器相比,具有操作方便、结构简单、压缩空气压力范围适应广、喷吹频率可调、喷吹除尘效率高等优点,被广泛应用于烟气除尘中。电石是矿山、机械、建筑等行业必须的辅助材料,但是电石企业在生产过程中会排放大量的烟气,废旧烟气含尘浓度高、粉尘粒径分布范围广,烟气波动性大,温度高、湿度大,污染严重。现以某电石化工有限责任企业为例,先容布袋除尘器在电石企业烟尘处理中的应用。

【关键词】脉冲布袋除尘器;烟尘处理;应用;除尘滤袋

脉冲布袋除尘器在烟尘处理中的应用

1 脉冲喷吹清灰系统结构及清灰原理

1.1 脉冲喷吹清灰系统结构

清灰系统是布袋除尘器的核心部件之一,也是其技术的核心所在。喷吹清灰系统主要由气箱、脉冲阀、喷吹管和脉冲控制仪组成。脉冲阀是喷吹气流压力波形成的发生装置,与脉冲控制仪组成清灰喷吹系统,对滤袋进行循序清灰。脉冲阀的性能决定了清灰效果。气箱是脉冲阀的承载体和气源箱。随着脉冲阀逐个喷吹,不断释放压缩气体,同时不断补充压缩气体。气箱必须承受一定的压力和具有足够的容量。气箱储气量应该大于单个脉冲阀的喷吹量,满足单个脉冲阀喷吹后,气箱内剩余气体压力仍能保证该箱体其余脉冲阀可靠启闭,确保每次喷吹后箱内压力降不大于喷吹前压力的35%,并在下一个脉冲阀喷吹前迅速补气恢复到原压力。脉冲阀喷出的气流通过喷吹管上的喷嘴高速射出到达滤袋,在滤袋内形成压力气团并传送至滤袋底部。脉冲控制仪是控制脉冲阀的启闭,使其按编写的程序进行自动清灰。

1.2 脉冲喷吹清灰原理

在喷吹时,高速气流进入滤袋内后压力急剧上升,滤袋迅速向外膨胀,当膨胀到极限时,滤袋因张力作用受到强烈冲击振动,并获得最大反向加速度开始向内收缩;而附着在滤袋表面的粉尘层不受张力作用,在惯性力的作用下从滤袋上脱落。其清灰原理可归结为3点。

1)反吹气流的作用。清灰时喷吹管喷出的压缩空气通过结构的引流作用引射大量的空气进入滤袋,造成滤袋内外压差急剧变化,使得原本吸附在滤袋外表面的粉尘层从滤袋表面脱落。这种作用随着清灰时粘附粉尘量得增加而增加,对于薄的粉尘层,粉尘之间存在大量的缝隙,造成反吹气流穿过缝隙,此时需要更大的喷吹量才有好的清灰效果;而附着的粉尘层越厚,其表面基本无缝隙,在相同的气流量,清灰效果越好。

2)惯性作用。滤袋在喷吹气流的作用下迅速向外膨胀,当膨胀到极限时,滤袋因张力作用受到强烈冲击振动,并获得最大反向加速度开始向内收缩,而附着在滤袋表面的粉尘层不受张力作用,在惯性力的作用下其运动轨迹朝反方向,从而从滤袋上脱落。粉尘的惯性力是由粉尘的加速度和粉尘的质量决定的,因此由惯性作用而产生的清灰效果也和粘附的粉尘面密度有关。相对厚的粉尘层,则较小的加速度就具有较好的清灰效果。

3)弹性作用。滤料的弹性对清灰效果也有重要的影响。由于滤料的弹性,当膨胀到极限时将获得额外的张力和挤压力,使粉尘与滤料的界面之间形成裂缝,同时粉尘层与滤袋的相对加速度增大,更有助于粉尘层从滤袋上剥离下来,取得更好的清灰效果。

脉冲布袋除尘器在烟尘处理中的应用

2 布袋除尘器电石烟气处理适应性

电石企业烟气特点是烟尘浓度高、烟尘颗粒细粒级比重大、烟气量大、温度高、湿度大等。分析统计了半密闭式电石炉气和密闭式电石炉气,结果显示,半密闭式电石炉气烟尘浓度8~15g/m³,以硅、钙氧化物等<1μm的细粒粉尘为主,具有较好的粘结性;密闭式电石炉气烟尘浓度20~50g/m³,以硅、钙氧化物等<1μm的细粒粉尘为主,具有一定的粘结性。无论是半密闭式还是密闭式电石炉气烟尘温度均可达到500℃以上,烟气湿度可达5.6%以上,烟气量可达45000m³/h以上,当出现降温幅度较大时,会有部分焦油析出。鉴于电石企业烟气特点,需要选用能够捕捉<1μm的颗粒的除尘器,同时所选用的除尘器还要能够适应高温,并具有降温功能,另外由于电石企业烟气湿度大,钙镁等氧化物容易结垢,故所选用的除尘器应具有较高的除垢功能。静电除尘器和布袋除尘器可满足0.1μm级的颗粒捕集,且可达到95%以上除尘效果。对静电除尘器和袋式除尘器进行比较分析,布袋除尘器虽然耐高温较差,要求一般不超过300℃,但可通过降温实现烟气颗粒捕集,且容易清洗;静电除尘器造价高、运行成本高,维修保养费用相对较高。认为脉冲布袋除尘器能够满足电石企业烟尘处理需求。

脉冲布袋除尘器在烟尘处理中的应用

3 提高布袋除尘器效率措施

3.1 合理选择过滤器滤袋

在选择滤袋时,应考虑电石企业烟气的特点,即烟气的浓度、烟气中粉尘颗粒的粒度、烟气湿度和温度等,充分考虑滤袋的孔径、滤袋的使用环境,如电石企业烟气温度一般超过300℃,最好采用由碳素玻璃丝布、玻纤覆膜等材质做的耐高温、耐酸蚀滤袋。

3.2 理滤袋外表尘粒

随着滤袋的使用,细粒粉尘阻留在滤袋外侧形成一层蒙尘,称之为初尘,初尘的存在可能影响滤袋的过滤效果。新滤袋的孔径并不规则,在滤袋孔径较大区域,初尘的存在可以帮助过滤粉尘,提高除尘效率,但是随着滤袋表面尘层厚度不断增加,反倒会影响除尘效率,因此在利用脉冲式压缩空气对滤袋进行清理时,脉冲喷吹强度和频率应根据现实需要进行设定,以不吹落初尘为准,这样可使布袋除尘器达到最佳除尘效果。

3.3 合理控制风速

粉尘颗粒粒度对除尘效果有重要影响,当粉尘颗粒较大时,利用重力沉降来达到颗粒分离,这时可提高风速;当粉尘颗粒较小时,借助粉尘的扩散效应来实现颗粒分离,这时可适当降低风速。

3.4日常维护和检修

烟气的温度高、浓度大且有酸蚀性,因此脉冲布袋除尘器工作环境较差,加强除尘器日常维护和高温烟气首先经空气冷却器进行降温处理,约为230℃,降温后的烟气在引风机的作用下进入到脉冲布袋除尘器,除尘器滤袋采用耐高温玻纤材料制成,滤速设定为1m/s,洁净气体直接排放至空气中,当布袋除尘器阻力达到1200Pa时,微差压控制器启动并开启脉动电磁阀,启动吹风机进行喷吹,阻留在滤袋外侧的尘粒在脉冲气流作用下落入灰仓,最终实现了烟尘分离。经测试,经脉冲布袋除尘器进行烟气处理后,烟尘排放浓度为65~70mg/m³,应用效果较好。检修工作是提高布袋除尘器使用性能和使用寿命的重要途径,要派遣专人定期对烟气含尘量、过滤风速、烟尘温度和湿度等烟尘相关参数进行测定,根据需要及时调整布袋除尘器的相关运行参数。

脉冲布袋除尘器在烟尘处理中的应用

4 结论

脉冲布袋除尘器具有操作方便、结构简单、除尘效果好等优点,能够满足电石企业烟气处理需要。在电石企业应用脉冲袋式除尘器时,要熟知该类型除尘器工作原理和结构组成,及时测定烟尘特性调整除尘器相关参数,采取措施提高除尘器的稳定性。操作和维修人员,要加强布袋除尘器的维护和检修力度,及时发现和解决问题,提高布袋除尘器工作效率,有效预防烟气超标排放。

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